【文档说明】【精准解析】2021年高考物理（浙江专版）微专题突破练专题15　带电粒子在复合场中的运动.docx，共(13)页，275.854 KB，由envi的店铺上传

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温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。专题15带电粒子在复合场中的运动(建议用时40分钟)1.如图所示,一带电粒子从平行

带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v0射入电场中,恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场。若其他条件不变,在两板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场,该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出。不计重力,则()A.2v0=v1+v2B.v0=C.v0=D.v0<v1=v2【解析】选B。带点

粒子在电场中运动时,电场力做正功,在电场和磁场的复合场中运动时,洛伦兹力不做功,电场力做负功,所以有v2<v0<v1,对以上两个过程运用动能定理:q=m(-),q=m(-)联立解得v0=,正确答案是B。2.如图所示,一带电质点在垂直纸面向里的匀强磁场B和竖直向上的匀强电场E的空间

做竖直面内的匀速圆周运动,则()A.质点一定带正电B.质点做顺时针运动C.质点的重力一定忽略不计D.质点的运动速率为v=【解析】选A。因质点在复合场中做匀速圆周运动,因电场力和重力均保持不变,因此只有洛伦兹力充当向心力时才

能保持匀速圆周运动,即重力和电场力相互平衡,质点受电场力向上,E向上,则带正电,故A正确;洛伦兹力提供向心力,受力方向指向圆心,由左手定则知质点沿逆时针方向做匀速圆周运动,故B错误;由A的分析可知,质点的重力一定不能忽略,故C错误;无法确定质点受电场力与洛伦兹力的大小关系,所以无法求出质点

的速度,故D错误。3.如图所示,一束质量、速度和电荷量不全相等的离子,经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后,进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束,下列说法中正确的是()A.组成A束和B束的离子都带负电B.组成A束和B束的离子质量一定不同C.A束离子的比荷大于B束离子的比荷D.速度选

择器中的磁场方向垂直于纸面向外【解析】选C。由左手定则知,A、B离子均带正电,A错误;两束离子经过同一速度选择器后的速度相同,在偏转磁场中,由R=可知,半径大的离子对应的比荷小,但离子的质量不一定相同,故选项B错误,C正确;速度选择器中的磁场方向应垂直纸面向里,D错

误。4.(多选)一个带电粒子以初速v0垂直于电场方向向右飞入匀强电场区域,穿出电场后接着又飞入匀强磁场区域(不计重力)。在下图所示的几种轨迹中,可能出现的是()【解析】选A、D。A图中:当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向下,则粒子带正电,当进入磁场时由左手

定则可得洛伦兹力垂直速度向上,故A正确;B图中:当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向下,则粒子带负电,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下,故B错误;C图中:当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向下,则粒子带正电

,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下,故C错误;D图中:当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向上,则粒子带正电,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下,故D正确。5.在如图所示的平行板器件中,匀强电场E和

匀强磁场B互相垂直。一束初速度为v的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿图中直线②从右侧射出。粒子重力不计,下列说法正确的是()A.若粒子沿轨迹①出射,则粒子的初速度一定大于vB.若粒子沿轨迹①出射,则粒子的动能一定增大C.若粒子沿轨迹③出射,则粒子可能做匀速圆周运动D.若

粒子沿轨迹③出射,则粒子的电势能可能增大【解析】选D。初速度为v的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿图中直线②从右侧射出,则qvB=qE,若粒子沿轨迹①出射,粒子所受向上的力大于向下的力,但由于粒子电性未知,所以粒

子所受的电场力与洛伦兹力方向不能确定,故A、B均错误;若粒子沿轨迹③出射,粒子受电场力,洛伦兹力,粒子不可能做匀速圆周运动,故C错误;若粒子沿轨迹③出射,如果粒子带负电,所受电场力向上,洛伦兹力向下,电场力做负功,粒子的电势能增大,故D正确。6.(多选)如图所示,一束带电粒子以一定的初

速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器,然后通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场(磁感应强度为B′),最终打在照相机底片A1A2上,不计粒子间的相互作用,下列说法正确的是()A.粒子带负电B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C.粒子打在照相机底

片A1A2上的位置越靠近P,粒子的比荷越大D.所有粒子在匀强磁场B′中的运动时间都相等【解析】选B、C。带电粒子在磁场B′中向左偏转,根据左手定则,知该粒子带正电,故A项与题意不相符;粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡,而粒子所受的电场力水平向右,那么洛伦兹力水平向左

,粒子带正电,则磁场垂直纸面向外,故B项与题意相符;经过速度选择器进入磁场B′的粒子速度相等,根据qvB=m可得r=可知粒子打在A1A2上的位置越靠近P,则半径越小,粒子的比荷越大,故C项与题意相符;所有打在A1A2上的粒子,在磁场B′中做匀速圆周运动,运动的时间t=,粒子在

磁场中运动的周期T==,则粒子在磁场B′中的运动时间t=,与带电粒子的比荷有关,故D项与题意不相符。7.(多选)如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直于纸面向里的磁场和竖直向下的匀强电场中,磁感应强度大小为B,电场强度大小为E,一质量为m、电荷量为Q的带负电小滑块从斜面顶端由静

止下滑,在滑块下滑过程中,下列判断正确的是()世纪金榜导学号A.滑块受到的摩擦力不变B.若斜面足够长,滑块最终可能在斜面上匀速下滑C.若B足够大,滑块最终可能静止于斜面上D.滑块到达地面时的动能与B有关【解析】选B、D。滑块向下运动的过程中受到重力、电

场力、支持力,根据左手定则,滑块还受到垂直斜面向下的洛伦兹力,沿斜面向上的摩擦力,滑块向下运动的过程中,速度增大,洛伦兹力增大,支持力增大,滑动摩擦力增大,当B很大时,则摩擦力有可能也很大,当滑块受到的摩擦力与重力沿斜面向下的分力相等时,滑

块做匀速直线运动,之后洛伦兹力与摩擦力不再增大,所以滑块不可能静止在斜面上,故A、C错误,B正确;B不同,洛伦兹力大小也不同,所以滑动摩擦力大小不同,摩擦力做的功不同,根据动能定理可知,滑块到达地面的动能不同,故D

正确。8.如图所示为磁流体发电机的示意图,一束等离子体(含正、负离子)沿图示方向垂直射入一对磁极产生的匀强磁场中,A、B是一对平行于磁场放置的金属板,板间连入电阻R,则电路稳定后()世纪金榜导学号A.离子可能向N磁极偏转B.A板聚集正电荷C.R中有向上的电流

D.离子在磁场中偏转时洛伦兹力可能做功【解析】选C。由左手定则知,正离子向B板偏转,负离子向A板偏转,离子不可能向N磁极偏转,A、B错误;电路稳定后,电阻R中有向上的电流,C正确;因为洛伦兹力的方向与速度方向垂直,所以洛伦兹力不可能做功,D错误,故选C。9.(多选)

如图所示,在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中,有一竖直足够长固定绝缘杆MN,小球P套在杆上,已知P的质量为m,电量为+q,电场强度为E、磁感应强度为B,P与杆间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。小球由静止

开始下滑直到稳定的过程中()世纪金榜导学号A.小球的加速度一直减小B.小球的机械能和电势能的总和保持不变C.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v=D.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v=【解析】选C、D。小球静止时只受电

场力、重力、支持力及摩擦力,电场力水平向左,摩擦力竖直向上;开始时,小球的加速度应为a=;小球速度将增大,产生洛伦兹力,由左手定则可以知道,洛伦兹力向右,故水平方向合力将减小,摩擦力减小,故加速度增大,故A错误;当洛伦兹

力等于电场力时,摩擦力为零,此时加速度为g,达到最大;此后速度继续增大,则洛伦兹力增大,水平方向上的合力增大,摩擦力将增大,加速度将减小,故最大加速度的一半会有两种情况,一是在洛伦兹力小于电场力的情况下,另一种是在洛伦兹力大于电场力

的情况下,则:=,计算得出,v1=,所以C选项是正确的;同理有:=,计算得出v2=,所以D选项是正确的;而在下降过程中有摩擦力做功,故有部分能量转化为内能,故机械能和电势能的总和将减小。10.如图所示,在竖直平面内有直角坐标系xOy,有一匀强电场,其方向

与水平方向成α=30°斜向上,在电场中有一质量为m=1×10-3kg、电荷量为q=1.0×10-4C的带电小球,用长为L=0.6m的不可伸长的绝缘细线挂于坐标O点,当小球静止于M点时,细线恰好水平。现用外力将小球拉

到最低点P,然后无初速度释放,g取10m/s2。求:世纪金榜导学号(1)电场强度E的大小。(2)小球再次到达M点时的速度。(3)如果小球再次到达M点时,细线突然断裂,从此时开始计时,小球运动t=1s时间的位置坐标是多少。【解析】(1)由物体平衡条件得qE=2mg代入数据得:E=200N/C(

2)设小球运动到M点时,小球的速度为v。小球从最低点P运动到M点过程中,只有重力和电场力做功,由力的合成可知,重力和电场力的合力F合=mg,方向水平向右。由动能定理得:mg·L=mv2-0代入数据得:v=6m

/s(3)小球运动到M点时,细线突然断裂,小球的速度方向竖直向上,所受合外力水平向右,小球将做类平抛运动,由牛顿第二定律得:mg=ma竖直方向:y=vt水平方向:x1=at2解得:x=x1+L=5.6my=6m小球位

置坐标为(5.6m,6m)答案:(1)200N/C(2)6m/s(3)(5.6m,6m)11.如图所示,O′PQ是关于y轴对称的四分之一圆,在PQMN区域有均匀辐向电场,PQ与MN间的电压为U。PQ上均匀分布带正电的粒子,可均匀持续地以初速度为零发射出来,

任一位置上的粒子经电场加速后都会从O′进入半径为R、中心位于坐标原点O的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直xOy平面向外,大小为B,其中沿+y轴方向射入的粒子经磁场偏转后恰能沿+x轴方向射出。在磁场区域右侧有一对平行于x轴且到x轴距离都为R的金属平行板A和K,金属板长均为

4R,其中K板接地,A与K两板间加有电压UAK>0,忽略极板电场的边缘效应。己知金属平行板左端连线与磁场圆相切,O′在y轴(0,-R)上。(不考虑粒子之间的相互作用力)世纪金榜导学号(1)求带电粒子的比荷。(2)求带电粒子进入右侧电场时的

纵坐标范围。(3)若电压UAK=,求到达K板的粒子数与进入平行板总粒子数的比值。【解析】(1)qU=mv2由已知条件知道偏转半径r=RBqv=m解得:=(2)因为r=R,所有粒子经磁场偏转后都平行于x轴,沿QN方向射入时,对应的圆心角为135°,

离开磁场时a点的纵坐标为ya=R,沿PM方向入射的带电粒子离开磁场的出发点b的纵坐标为yb=-R,故进入电场时的坐标范围为-R～R(3)E=,F=Eq=may=at2vt=4R得:y=R从纵坐标y=0.5R

进入偏转电场的粒子恰能打到K板右边缘,其进入磁场时的速度与y轴夹角为30°,所以比例η==答案:(1)(2)-R～R(3)关闭Word文档返回原板块获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com